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无线Ad-hoc网络中的层叠网络可靠组播协议

作　者: 石曦
导　师: 冯钢
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线Ad-Hoc网络可靠组播传输 Lightweight LORM
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 16次
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内容摘要

近来,无线Ad-Hoc网络中的群组通信功能显得越来越重要,大量的应用场景都要求移动节点之间能够以群组的形式来协同工作。然而由于无线网络环境中没有任何固定的拓扑结构以及中心控制机制,同时无线节点又受到自身传输范围以及无线信道固有缺点的限制,在无线Ad-Hoc网络内进行的数据传输将会不可避免地遭受不同程度的数据丢失。那么为满足某些实际应用对数据传输可靠性的要求,在无线Ad-Hoc网络中进行可靠的组播传输成为必不可少的一种通信方式。为了能够高效率地支持可靠组播业务,本文在Lightweight组播协议基础上提出了一种全新的层叠网络可靠组播传输协议LORM(Lightweight Overlay Reliable Multicast),解决了前者在层叠拓扑构建过程以及数据传输可靠性方面存在的问题,然后用Java语言实现了该协议,并在真实的网络环境中完成了LORM与Lightweight协议对比测试的工作。在本毕业论文中,我们首先对无线Ad-Hoc网络的特点以及在其中进行组播传输所面临的问题进行了简要说明,然后分门别类地对已经提出的各种适用于Ad-Hoc网络的组播协议以及丢失恢复机制做出了详细的介绍,并指出目前还缺乏一个能够将各个类型组播协议的优势进行结合的理想解决方案。然后对Lightweight协议细节进行分析阐述,指出通过其层叠网络构建方式所能够得到的网络拓扑必定不是最优化的,同时该协议在组播数据的发送过程中缺乏针对丢失数据的恢复重传策略。针对这样的情况,我们在Lightweight基础上提出LORM协议,在层叠网络上对组播协议进行实现以减轻运行开销同时易于在实际场景中部署,通过前向路由加反向路由的方式对网络拓扑的构建流程进行优化,将本地丢失恢复与源节点协助恢复相结合以解决传输可靠性方面的问题。在本文的最后部分,我们搭建了真实Ad-Hoc网络进行对比实验,其结果验证了LORM协议在数据丢失率及传输延时方面的性能显著超过了Lightweight协议。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-14
第一章引言  14-18
  1.1 研究背景  14-16
  1.2 研究目的  16
  1.3 研究内容  16-17
  1.4 论文结构  17-18
第二章相关工作  18-30
  2.1 Ad-Hoc 网络组播协议  18-24
    2.1.1 树形结构方式  19-20
    2.1.2 网状结构方式  20-22
    2.1.3 无结构方式  22-23
    2.1.4 混合结构方式  23-24
  2.2 丢失恢复机制介绍  24-30
    2.2.1 前摄恢复类型  25-27
    2.2.2 反应恢复类型  27-30
第三章 LORM 协议设计  30-61
  3.1 无线层叠网络组播  30-31
  3.2 Lightweight 组播协议  31-34
    3.2.1 路径建立  32-33
    3.2.2 数据发送  33
    3.2.3 周期更新  33
    3.2.4 存在问题  33-34
  3.3 LORM 协议总体设计  34-37
  3.4 层叠拓扑建立  37-47
    3.4.1 前向路由建立  37-40
    3.4.2 反向路由建立  40-45
    3.4.3 周期更新  45-47
  3.5 数据传输  47-52
    3.5.1 转发机制  47-49
    3.5.2 源节点  49-51
    3.5.3 接收节点  51-52
  3.6 丢失恢复  52-61
    3.6.1 反馈控制策略  53-55
    3.6.2 丢失恢复策略  55-61
      3.6.2.1 本地恢复  55-58
      3.6.2.2 源节点恢复  58-61
第四章 LORM 协议实现  61-68
  4.1 协议实现方案  61-68
    4.1.1 源节点  61-64
      4.1.1.2 路由建立模块  62
      4.1.1.3 文件传输模块  62-63
      4.1.1.4 恢复重传模块  63-64
      4.1.1.5 计时刷新模块  64
    4.1.2 接收节点  64-68
      4.1.2.2 路由建立模块  65
      4.1.2.3 数据接收模块  65-66
      4.1.2.4 可靠保证模块  66-67
      4.1.2.5 计时刷新模块  67-68
第五章实验结果与验证  68-74
  5.1 协议仿真与性能评估  68-69
  5.2 实验环境  69-70
  5.3 数据分析  70-74
    5.3.1 实验拓扑  70-71
    5.3.2 数据丢失率  71-72
    5.3.3 数据延时  72-74
第六章结束语  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
个人简历  79-80
攻读硕士期间科研成果  80-81
附录：LORM 协议代码模块  81-96
  源节点  81-87
    路由建立模块  81-83
    文件传输模块  83-84
    恢复重传模块  84-86
    计时刷新模块  86-87
  接收节点  87-96
    路由建立模块  87-90
    数据接收模块  90-92
    可靠保证模块  92-94
    计时刷新模块  94-96

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